軟黏土中市政道路管線及構筑物的地基處理技術及應用

高振宇

摘 要：市政管道埋設對地基土有一定要求，特別是重力流排水管道這類對沉降要求較高的管道，在鋪設前必須做好軟黏土地基處理工作。為此，本文在充分了解軟黏土地基引起的工程問題的前提下，對軟黏土中市政道路管線及構筑物地基處理技術要點進行了分析，并結合案例，進一步規范了地基處理流程，以期全面提升工程質量。

關鍵詞：軟黏土；市政道路管線；地基處理

0 引言

市政道路建設需要鋪設污水管、雨水管等各類管線，此類管道鋪設對路基沉降都有一定要求，其中要求最高的為污水管、雨水管，如管線產生壓縮沉降或側向位移，則管體就會出現縱向彎曲，從而影響管道穩定性，甚至出現管道破損、漏水等問題。目前，國內對于市政道路管線及構造物軟黏土地基處理還沒有統一的規定，論述也相對較少，為此，需以長期積累的大量施工經驗為依據，結合工程地質情況及施工條件，合理提出軟黏土地基處理方案，只有這樣才能不被地基沉降所影響，才能避免路面、管道被破壞。

1 軟黏土地基引起的工程問題

軟黏土地基是指通過淤泥沉積物、腐殖質所構成的細顆粒土，其特點為含水量大、孔隙比大、壓縮性高及承載能力低等。如在此類土層做地基施工，必須采取行之有效的加固措施。據大量實踐可見，軟黏土地基施工，將會對工程建設質量造成嚴重的不利影響，所引發的工程問題，主要包括以下幾點：

首先是地基承載力問題。在荷載長期作用下，如地基承載力低于上部構筑物的使用要求，極易出現地基剪切破壞，從而對其使用性能造成不利影響，或破壞上部構筑物。

其次，均勻沉降問題。地基經荷載反復作用，極易出現變形現象。相比規定允許值，如沉降值、水平位移值或不均勻沉降差在其以下，則構筑物使用性能將大受影響，同時，不均勻沉降危害更嚴重。

第三，抗浮穩定性問題。當構筑物為地下式或半地下式時，埋設到地面以下，如抗浮措施不到位，構筑物會因此失穩，甚至浮起。在施工過程中，上浮失穩問題時有發生，將會造成嚴重損失，因此必須重視抗浮穩定性。

2 軟黏土中市政道路管線及構筑物的地基處理技術要點

2.1 管線地基處理

雨水管道、污水管道及給水管道都屬于市政道路管道工程，結合當前建設施工現狀，常用的管道地基處理方法包括深層攪拌法、高壓旋噴樁等。

（一）深層攪拌法

在飽和軟黏土地基加固中，深層攪拌樁是最常見的一種加固方法，其固化劑主要選用水泥、石灰等，作用機理為就地通過專門的攪拌設備強制攪拌軟黏土與固化劑，通過均勻攪拌，產生一系列的反應，從而增強地基強度。相比其他加固方法，具有施工便捷、無污染，干擾性小等優勢。

當前，深層攪拌法常用兩種，即水泥攪拌樁與粉噴樁，這兩種攪拌法，均可用于淤泥質土或飽和粘性土地基處理。區別在于水泥攪拌樁主要通過漿噴進行處理，而粉噴樁則是通過粉噴進行處理。

（二）高壓旋噴樁

旋噴樁法是指利用鉆桿通過高壓水泥漿從水平方向的噴嘴噴出，從而構成噴射流，以此進行土體切割，或與土充分攪拌，達到加固地基的目的。采用這種方法施工時，要求同時進行噴射、旋轉、提升等工序，其工藝優勢在于有利于提升地基承載力、改進土的變形性質，其設計參數如表1所示。

2.2 構筑物地基處理

檢查井、工作井、倒虹井等都屬于市政管線構筑物，在構筑物地基處理中，同樣要考慮地基加固問題，保證滿足地基強度需求，且在一定范圍內合理控制地基變形。當在軟黏土上施工市政構筑物基礎時，市政構筑物對地基有一定要求，但這種情況下，天然地基無法滿足該要求，因此必須做好天然地基處理工作，確保市政構筑物使用性能良好。目前，常選用換填法、預壓法等進行處理。

（一）換填法。在淺層軟土地基或不均勻地基處理中，通過換填墊層法可將基礎底面以下軟弱土層全部挖除，隨后一層一層進行高強度填料換填，且做好壓實工作。一般可選用砂石、灰土、粉煤灰等作為墊層材料。因選用的換填材料不同，壓實工藝不同，則其密實度也不盡相同，但都需控制在0.94～0.97范圍內。相比其他材料，粉煤灰則需控制在0.90～0.95。要求壓實后，在130～300KPa之間控制墊層承載力。

（二）預壓法。預壓法的原理是在構筑物施工前，即預壓建筑場地，保證通過豎向排水體將土體內的水徹底排除，當地基出現不均勻沉降，上體將快速固結，此時將大大增強地基強度。堆載預壓法、真空預壓法是當前常見的預壓法。根據軟黏土層厚度大小，可選用不同的施工方案。一般情況下，軟黏土層厚度在4m以內，可選用天然地基堆載預壓法，當厚度在4.0m以上時，則不宜選用此加固方法。

3 案例分析

某市政道路工程全長3357m，此路段規劃60m寬，其中跨河段共4處，是連接某城市南北向的主要交通通道，同時可實現兩道快速路的充分溝通，有效地發揮城市快速路的優勢，并起到緩解立交壓力的目的。

3.1 地質情況

按照地質勘查結果可知，本路段共分為9大層，細分則共14亞層，包括雜填土、素填土、淤填土、亞粘土、亞砂土、淤泥質亞粘土、粉砂等。經分析，施工現場軟黏土深度較大，埋深深度不同，具有較強不均勻性。此外，道路沿線存在兩類地質條件，即淤泥質土、粉質粘土，具有較大地質變化，且地下水位較高，如管道埋設深度過大，則會大大增加管道開挖難度。

3.2 管材及檢查井情況

根據施工要求，可按照表2合理選擇管材與檢查井材料。

3.3 地基加固處理

按照施工場地地層實際情況進行地基加固處理，主要分為4部分，具體如下：

（一）在2、3層土層上設置管道、邊溝、檢查井等基礎，且層厚在800mm以上時，可直接作為上述基礎的持力層。本路段可適用于雨水管。

（二）在4層淤泥及淤泥質土上設置管道、邊溝、檢查井等基礎，地基加固可選用水泥攪拌樁施工，本路段可適用于污水管。

（三）在1層填土層上設置部分雨水管或雨污水支管，且填土層厚在600mm以下時，需將所有都挖除，當填土層厚在600mm以上，則將600mm挖除即可，隨后需做宕渣夾土回填，夯實要求一層一層分層完成。

（四）當管道埋深在6m以上，可直接通過頂管施工。選取沉井施工法即可完成工作井施工。

3.4 水泥攪拌樁處理分析

根據施工要求，此工程管道管徑最大值及檢查井最大面積分別為D1200、9m2。因此，可選用水泥攪拌樁處理法用于本工程地基處理，如表3所示。

通過室內試驗確定配合比，根據設計要求，需在1.6MPa以上控制室內水泥土90d齡期試塊立方體抗壓強度，在0.8MPa以上控制28d齡期試塊立方體抗壓強度。

相比113.5KPa復合地基承載力特征值，經檢測70.2KN/㎡為檢查井最大荷載，該值低于復合地基承載力特征值，由此可見，復合地基與承載力需求相符。

經檢測102.8KN/㎡為管道最大荷載，同樣在復合地基承載力特征值以下，因此，滿足承載力需求。

為便于快速施工，均可選用10m樁長作為本工程所有管道、構筑物基礎，水泥攪拌樁Φ0.5m。則頂管施工可直接用于部分埋設較深的D1000、D1200管道基礎。

4 結束語

綜上所述，伴隨國民經濟迅速發展，國家在基礎設施建設方面的投入越來越大，進一步擴大了交通道路工程建設規模。當前，我國城市化建設進程逐步加快，市政道路工程建設取得了極大的發展。軟黏土作為一種不良地基土，如何在其上鋪設市政道路管線及修建構筑物極為重要，其中如何做好軟黏土地基處理工作成為了關鍵。為此，必須結合工程實際情況，規范施工工藝，重視施工關鍵技術水平的提升，保證工程整體質量。

參考文獻：

[1]周華.軟黏土中市政道路管線及構筑物的地基處理技術及應用[D].浙江大學，2016：1-75.

[2]吳利偉.軟黏土中市政道路及構筑物的地基處理技術及應用[J].房地產導刊，2016，（33）：100-101.